摘 要：本文主要從短肢剪力墻結構布置、構造設計、連梁設計、抗震等方面對短肢剪力墻結構設計進行闡述。

　　關鍵詞：短肢剪力墻;設計;構造;抗震

　　0引言

　　短肢剪力墻結構體系廣泛地應用于小高層及部分高層住宅類建筑的結構設計中。短肢剪力墻結構是由剪力墻結構發展而來，屬于剪力墻結構體系，同時又吸收了異形柱框架結構的優點，具有布置靈活、墻肢厚度基本與填充墻等厚而不露梁柱、便于房間的使用，同時還具有質量輕地震作用小、節省材料等優點，但是由于目前結構理論界和設計行業中是否采用短肢剪力墻體系于高層住宅中仍有一些爭論，其抗震性能相對較差，還需要對短肢剪力墻在抗地震水平力方面更進一步的研究。設計應選用適合的計算軟件，合理選用計算分析方法，以及對相關計算模型和參數的確定，加強對其進行概念設計，充分發揮短肢剪力墻優勢。

　　1短肢剪力墻的布置

　　(1)短肢剪力墻結構應布置必要數量的筒體或一般剪力墻，以形成共同抵抗水平力的剪力墻結構。短肢剪力墻數量的上限為其承擔的傾覆力矩不宜大于總傾覆力矩的50%，否則調整設計，B級高度的高層建筑及9度抗震設防的A級高度高層建筑不宜布置短肢剪力墻。

　　(2)短肢剪力墻結構中包含的短肢剪力墻應有一定數量，避免結構太剛或太柔，滿足豎向荷載和抗側力需要即可。一般低于上限10%左右，如果短肢剪力墻太少的話，不宜按短肢剪力墻結構進行設計。實際工程中，可以考察短肢剪力墻承擔的傾覆力矩比值，或承擔的樓層面積比值，或其截面積所占的比值來判斷。

　　(3)短肢剪力墻肢間距不宜過大，在平面外邊緣及角點處，特別是外凸部分，布置必要的短肢墻，既有利于梁的支撐，又可以分散荷載，以加強其整體性和滿足平面剛性的要求。

　　(4)當建筑上下部結構不完全相同，各樓層剪力墻布置形狀及數量不一致時，應注意考察結構底部情況，以底部短肢剪力墻承擔的地震傾覆力矩所占比值來判斷。

　　2短肢剪力墻的結構的判斷和計算分析方法

　　(1)短肢剪力墻在實際中的判定

　　在實際中，由于L形、T形、十字形和Z形的短肢剪力墻的大量應用，比一字形短肢剪力墻的抗震性能強，延性及平面外穩定性較好，所以規范要求短肢剪力墻盡可能設置翼緣。按照新的規范條文說明，短肢剪力墻必須是各墻肢的肢長與截面厚度比的在4~8的剪力墻，PKPM軟件按此定義搜索和判斷短肢剪力墻，在根據計算結構文件wv02q.out中給出的短肢墻在底部的抗傾覆力矩判斷是否為短肢剪力墻。

　　(2)結構計算分析

　　短肢剪力墻結構的計算，首先要選用合適的計算軟件，合理地選擇計算分析方法。確定計算模型和相關參數并加強對計算結果合理性的判斷，特別要加強概念設計。一般來說短肢剪力墻是由于對一般剪力墻進行大開口而形成的，所以，基本上與普通剪力墻結構分析相同，可采用三維桿系一薄壁柱空間分析方法，或空間桿一墻組元分析方法。其中空間桿一墻組元分析方法的計算模型更符合實際，精度更高。

　　3短肢剪力墻結構應采取的抗震設計

　　(1)短肢剪力墻結構最大適用高度應適當降低，7度、8度(0.2g)和8度(0.3g)抗震設計時不應大于100m、80m和60m，如無可靠經驗，適用高度可按剪力墻結構降低20%考慮。

　　(2)不宜采用一字型短肢剪力墻，不宜在一字型短肢剪力墻布置平面外與之相交的單側樓面梁。

　　(3)短肢剪力墻主要承擔豎向荷載，在水平的荷載中只起到輔助作用，短肢剪力墻的重力荷載的作用下產生的軸力設計值的軸壓比，抗震等級為一、二、三級短肢剪力墻的軸壓比不宜大于0.45、0.50和0.55;一字型截面短肢剪力墻的軸壓比限值相應減少0.1。短肢剪力墻的厚度在底部加強區不應小于200mm，其余部位不應小于180mm。

　　(4)短肢剪力墻的剪力設計值，不但底部加強部位應按規范調整，其他各層也要調整，一、二、三級抗震等級應分別乘以增大系數1.4、1.2和1.1，避免短肢剪力墻過早剪壞。

　　(5)短肢剪力墻全部縱向鋼筋的配筋率，底部加強部位一、二級不宜小于1.2%，三、四級不宜小于1.0%，其他部位一、二級不宜小于1.0%，三、四級不宜小于0.8%。

　　(6)短肢剪力墻截面厚度不應小于200mm，且應設置翼緣。

　　(7)各短肢墻應盡量對齊、拉直，使之與連梁一起構成較規則且連續均勻的抗側力片，并且每道短肢墻宜有兩個方向的梁與之連接，避免無連接梁相連的延性較差的禿墻。

　　4短肢剪力墻結構延性設計措施

　　(1)連梁的延性設計措施;在實際工程中要使連梁設計滿足“強剪弱彎”的原則，設計出延性較好的連梁應考慮，控制連梁的跨高比(以T形截面墻肢為例)。

　　連梁跨高比22.32.63.0

　　位移延性比2.793.613.962.61

　　表1連梁跨高比對T形試件延性性能的影響

　　從表1中可以看到：在連梁跨高比增長過程中，試件延性比變化幅度很大。延性比上升達到峰值后，快速下降。這說明選擇一個合理的跨高比對結構的安全性和經濟性都是重要的，分析可知連梁并不是越剛越好，連梁剛度大反而影響墻肢的延性性能，連梁剛度太小時，極限荷載和延性比都減小，墻肢抵抗變形的能力差。

　　(2)交叉斜撐配筋;在交叉配筋連梁中，連梁的剪力由交叉斜撐承擔，交叉斜撐起拉桿、壓桿作用，形成桁架傳力途徑，若混凝土破碎，桁架仍能繼續受力，對墻肢的約束彎矩仍起作用。

　　5短肢剪力墻的連梁設計

　　在實際工程中要使連梁設計滿足“強剪弱彎”的原則就必須考慮以下幾個方面 ：

　　(1)對連梁剛度進行折減

　　連梁由于跨高比小，與之相連的墻肢剛度大等原因，在水平力作用下的內力往往很大，連梁屈服時表現為梁端出現裂縫，剛度減弱，內力重分布。因此在開始進行結構整體計算時，就需對連梁剛度進行折減。折減系數在實際設計中可取大于等于0.55 的調整系數以使截面設計符合規范要求。

　　(2)增加連梁跨度

　　在連梁設計中，剛度折減后，仍可能發生連梁正截面受彎承載力或斜截面受剪承載力不夠的情況，這時可以增加洞口的寬度，以減少連梁剛度。減少了結構的整體剛度，也就減少了地震作用的影響，使連梁的承載力有可能不超限。如果只是部分連梁抗剪超限，則可采取調整連梁內力來解決。調整的幅度不宜大于20%，并保證不小于風荷載作用下的連梁彎矩，以滿足正常使用下連梁不出現裂縫等不利影響，同時，連梁必須滿足“強剪弱彎”的要求。

　　(3)增加剪力墻厚度

　　亦即增加連梁的截面寬度，其結果一方面由于結構整體剛度加大，地震作用產生的效應增加，另一方面連梁的受剪承載力與寬度的增加成正比。墻厚增加以后，地震所產生的內力并不按墻厚增加的比例分配給剪力墻，而是小于這個比例，因此有可能使連梁的受剪承載力不超限。

　　(4)提高混凝土等級

　　混凝土等級提高后，結構的地震作用效應增加的比例遠小于混凝土受剪承載力提高的比例，有可能使連梁的受剪承載力不超限。

　　地震區高層建筑的剪力墻連梁，在進行了上述調整后，仍有部分不符合承載力要求時，可取連梁截面的最大剪壓比限值確定剪力。然后按“強剪弱彎”的要求，配置相應的縱向鋼筋。

　　6短肢剪力墻結構在設計中需重視的問題

　　(1)由于短肢剪力墻結構相對于普通剪力墻結構其抗側剛度相對較小，設計時宜布置適當數量的長墻，或利用電梯，樓梯間形成剛度較大的內筒，以避免設防烈度下結構產生大的變形，同時也形成兩道抗震設防;

　　(2)短肢剪力墻結構的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當有扭轉效應時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，應加強其抗震構造措施，如減小軸壓比，增大縱筋和箍筋的配筋率;

　　(3)高層短肢剪力墻結構在水平力作用下，顯現整體彎曲變形為主，底部外圍小墻肢承受較大的豎向荷載和扭轉剪力，由一些模型試驗反映出外周邊墻肢開裂，因而對外周邊墻肢應加大厚度和配筋量，加強小墻肢的延性抗震性能。短肢墻應在兩個方向上均有連接，避免形成孤立的“一”字形墻肢;

　　(4)各墻肢分布要盡量均勻，使其剛度中心與建筑物的形心盡量接近，必要時用長肢墻來調整剛度中心;

　　(5)高層結構中的連梁是一個耗能構件，在短肢剪力墻結構中，墻肢剛度相對減小，連接各墻肢間的梁已類似普通框架梁，而不同于一般剪力墻間的連梁，不應在計算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調，使其設計內力降低，應按普通框架梁要求，控制砼壓區高度，其梁端負彎矩鋼筋可由塑性調幅70%-80%來解決，按強剪弱彎，強柱弱梁的延性要求進行計算。

　　結束語：

　　隨著我國城市化進程的加快，城市住宅用地日趨緊張，高層建筑也越來越普遍，使得短肢剪力墻結構體系的廣泛運用。隨著設計技術的進一步提高，對短肢剪力墻結構研究也不斷的加深，采用合理的設計，加強結構的概念設計，以便更好的發揮短肢剪力墻的實用性、經濟性。

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